JP3767914B2

JP3767914B2 - Control equipment for hydraulic construction machinery

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Publication number: JP3767914B2
Application number: JP33254993A
Authority: JP
Inventors: 正和羽賀
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JPH07190009A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧回路の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数個の油圧ポンプと、各油圧ポンプの吐出管路ごとに設けられた複数個の多連弁と、１の多連弁に含まれる少なくとも１つの制御弁並びに他の多連弁に含まれる少なくとも１つの制御弁の出口ポートを接続してなる合流管路に接続された１のアクチュエータと、他の同様の合流管路に接続された他のアクチュエータと、これらのアクチュエータへの圧油の供給量を制御する操作装置とを有する油圧回路に備えられ、前記各アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する油圧建設機械の制御装置が知られている。
【０００３】
図１２は、従来より知られているこの種の油圧回路及びその制御装置の第１例を示す図であって、１は第１の油圧ポンプ、２は第２の油圧ポンプ、３は第１の油圧ポンプ１の吐出管路１ａに設けられた第１の多連弁、４は第２の油圧ポンプ２の吐出管路２ａに設けられた第２の多連弁、５は第１の多連弁３に含まれる第１のブーム用制御弁、６は第２の多連弁４に含まれる第２のブーム用制御弁、７は第１の多連弁３に含まれる第２のアーム用制御弁、８は第２の多連弁４に含まれる第１のアーム用制御弁を示している。また、９は第１及び第２のブーム用制御弁５，６の出口管路を合流してなる第１の合流管路、１０は該第１の合流管路９に接続されたブームシリンダ、１１は第１及び第２のアーム用制御弁７，８の出口管路を合流してなる第２の合流管路、１２は該第２の合流管路１１に接続されたアームシリンダ、１３はブームシリンダ１０への圧油の供給量を制御するブーム操作装置、１４はアームシリンダ１２への圧油の供給量を制御するアーム操作装置を示している。
【０００４】
ブーム操作装置１３及びアーム操作装置１４には、図示しない油圧パイロット弁が内蔵されており、ブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａを操作することによって、図示しないパイロット用油圧源から当該油圧パイロット弁を介してパイロット管路１６，１７に供給される圧油量、すなわち前記各制御弁５〜８のパイロット圧を調整できるようになっている。
【０００５】
したがって、ブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａを操作すると、その操作量に応じたパイロット圧がパイロット管路１６又は１７に立ち、各制御弁５〜８の開度がパイロット圧に応じて調整される。そして、ブームシリンダ１０又はアームシリンダ１２に各制御弁５〜８の開度に応じた量の圧油が供給され、結局、ブームシリンダ１０又はアームシリンダ１２がブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａの操作量に応じた速度で駆動される。
【０００６】
図１３に、従来より知られている合流管路を有する油圧回路及びその制御装置の第２例を示す。本例は、前記した油圧式の制御装置に代えて、電気油圧式の制御装置を備えたものであって、２１はブーム操作装置１３に備えられた第１のレバーストロークセンサ、２２はアーム操作装置１４に備えられた第２のレバーストロークセンサ、２３は第１のパイロット管路１６に接続された第１の比例弁、２４は第２のパイロット管路１７に接続された第２の比例弁、２５は前記第１及び第２のレバーストロークセンサ２１，２２から出力されるレバーストローク信号を入力し、それに応じた前記第１及び第２の比例弁２３，２４の制御信号を出力するコントローラを示し、その他、前出の図１２と同一の部分には、それと同一の符号が表示されている。
【０００７】
本例の装置は、ブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａを操作すると、その操作量に応じた電気信号（レバーストローク信号）がレバーストロークセンサ２１，２２から出力される。コントローラ２５は、前記レバーストローク信号に応じた前記第１及び第２の比例弁２３，２４の制御信号を演算し、各比例弁２３，２４に出力する。これによって、各比例弁２３，２４の開度が調整され、その開度に応じたパイロット圧がパイロット管路１６又は１７に立って、各制御弁５〜８の開度がパイロット圧に応じて調整される。そして、ブームシリンダ１０又はアームシリンダ１２に各制御弁５〜８の開度に応じた量の圧油が供給され、結局、ブームシリンダ１０又はアームシリンダ１２がブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａの操作量に応じた速度で駆動される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記した従来の制御装置は、いずれも、第１の油圧ポンプ１に第１のブーム用制御弁５と第２のアーム用制御弁７とを接続すると共に、第２の油圧ポンプ２に第２のブーム用制御弁６と第１のアーム用制御弁８とを接続し、かつ第１及び第２のブーム用制御弁５，６の開度を第１のパイロット管路１６に立てられたパイロット圧にて同時に制御すると共に、第１及び第２のアーム用制御弁７，８の開度を第２のパイロット管路１６に立てられたパイロット圧にて同時に制御するようにしたので、▲１▼ブーム操作装置１３及びアーム操作装置１４を同時に操作すると、各制御弁５〜８を流れる圧油量に干渉を生じ、より低圧側のアクチュエータに圧油が流れて高圧側アクチュエータの動きが遅くなるので、操作フィーリングが悪いという不都合がある。また、▲２▼かかる不都合は、所定の管路にしぼりを設けることによってある程度改善されるが、このようにすると、全体の動きが遅くなったり、第１及び第２の油圧ポンプを駆動する原動機の燃費が悪くなるといった別異の不都合を生じる。さらに、▲３▼実際の作業時には、作業の内容に応じて、ブームあるいはアームの一方を他方に優先させて駆動したい場合があるが、従来の制御装置では各アクチュエータのマッチングを自由に設定することができないため、かかる優先動作を行うことができないという不都合がある。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動作速度の低下や燃費の悪化を伴うことなく、良好な操作フィーリングで作業内容に応じた特定のアクチュエータの優先動作を行うことができる油圧建設機械の制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、合流管路への圧油の流れを制御する各制御弁ごとにコントローラからの指令を伝える比例弁を付設し、各制御弁を独立に制御するようにした。
【００１１】
より具体的には、コントローラ内に、前記操作装置から出力される操作信号と前記アクチュエータへの圧油の流れを制御する第１、第２の多連弁の各制御弁の開度との関係を示すマップが予め記憶された記憶部と、前記操作信号を入力する入力部と、前記操作信号並びに前記記憶部に記憶されたマップとから求められる値に前記各制御弁の開度を設定するための制御信号を求める演算部と、求められた制御信号を前記第１、第２の多連弁の少なくとも各１つずつに設けられたパイロット圧発生用の比例弁に出力する出力部とを備え、該制御信号にて前記各比例弁を個別に操作し、前記各制御弁を流れる圧油の流量を個別に制御する構成とした。
【００１２】
また、前記記憶部又は他の記憶部に、前記操作装置から出力される操作信号と、前記第１の油圧ポンプ及び前記合流管路の双方に接続された制御弁の第２の操作装置から出力される第２の操作信号に対するゲインとの関係を示す補正用マップを予め記憶しておき、前記操作装置が操作されたとき、前記記憶部から前記マップ並びに前記補正用マップを前記演算部に読出して、前記第１の油圧ポンプから前記合流管路に流れる圧油の流量を制限する構成にした。
【００１３】
【作用】
合流管路への圧油の流れを制御する各制御弁ごとにコントローラからの指令を伝える比例弁を付設し、各制御弁を独立に制御すると、記憶部に適宜の記憶情報（マップ）を記憶することによって、各アクチュエータのマッチングを自由に設定することができるので、優先的に動作させるアクチュエータが異なる各種の作業を行うことができる。また、１つの油圧ポンプから合流管路に流れる圧油の流量を制限すると、例えばブーム操作装置及びアーム操作装置を同時に操作した場合に、各制御弁を流れる圧油量に干渉を生じにくくなるので、高圧側アクチュエータの動きが遅くなるということがなく、操作フィーリングが改善される。この場合、管路内にしぼりを設けないので、全体の動きが遅くなったり、原動機の燃費が悪くなることもない。
【００１４】
【実施例】
〈第１実施例〉
図１に、第１実施例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図を示す。この図において、３０はコントローラ、３１〜３４は第１ないし第４の比例弁を示し、その他、前出の図１３と同一の部分には、それと同一の符号が表示されている。
【００１５】
第１の比例弁３１は、図示しないパイロット用油圧源と第１のブーム用制御弁５とをつなぐ第１のパイロット管路３５に介設されており、コントローラ３０からの制御信号によって操作される。第２の比例弁３２は、パイロット用油圧源と第２のブーム用制御弁６とをつなぐ第２のパイロット管路３６に介設されており、コントローラ３０からの制御信号によって操作される。第３の比例弁３３は、パイロット用油圧源と第１のアーム用制御弁８とをつなぐ第３のパイロット管路３７に介設されており、コントローラ３０からの制御信号によって操作される。第４の比例弁３４は、パイロット用油圧源と第２のアーム用制御弁７とをつなぐ第４のパイロット管路３８に介設されており、コントローラ３０からの制御信号によって操作される。
【００１６】
コントローラ３０には、記憶部３０ａと、前記第１のレバーストロークセンサ２１から出力されるブームレバーストローク信号ａ₁ 及び前記第２のレバーストロークセンサ２２から出力されるアームレバーストローク信号ａ₂ とを入力する入力部３０ｂと、前記各ストローク信号ａ₁ ，ａ₂ 及び前記記憶部３０ａに記憶されたマップとから求められる前記ブームシリンダ１０及びアームシリンダ１２に流れる圧油の流量値に、前記各制御弁５〜８の開度を合致させるための制御信号ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ を求める演算部３０ｃと、求められた制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を前記第１〜第４の比例弁３１〜３４に出力する出力部３０ｄとからなる。
【００１７】
図２に、記憶部３０ａに記憶されるマップの一例を示す。この図から明らかなように、記憶部３０ａには、ブームレバーストローク信号ａ₁ の大きさと第１のブーム用制御弁５の開度との関係を示すマップ｛図２（ｃ）参照｝、ブームレバーストローク信号ａ₁ の大きさと第２のブーム用制御弁６の開度との関係を示すマップ｛図２（ｄ）参照｝、それにアームレバーストローク信号ａ₂ と第１のアーム用制御弁８の開度との関係を示すマップ｛図２（ａ）参照｝、アームレバーストローク信号ａ₂ と第２のアーム用制御弁７の開度との関係を示すマップ｛図２（ｂ）参照｝がそれぞれ予め記憶されている。
【００１８】
演算部３０ｃは、図３に示すように、入力部３０ｂに入力されたブームレバーストローク信号ａ₁ 及びアームレバーストローク信号ａ₂ 、並びに記憶部３０ａから読みだされた各マップを取り込み、第１〜第４の比例弁３１〜３４の制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を求める。例えば、ブームレバーストローク信号ａ₁ と図２（ｃ）のマップとから、当該ブームレバーストローク信号ａ₁ の大きさに応じた第１のブーム用制御弁５の開度を求め、次いで、第１のブーム用制御弁５の開度をかかる所定の値にするために必要な第１の比例弁３１の開度を求め、さらには、第１の比例弁３１の開度をかかる所定の値にするために必要な制御信号ｂ₁ を求める。他の制御信号ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ についても、これと同様にして求められる。このようにして求められた各制御信号ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ は、出力部３０ｄから第１〜第４の比例弁３１〜３４に出力される。
【００１９】
本例の制御装置は、第１及び第２の合流管路９，１１への圧油の流れを制御する各制御弁５〜８ごとにコントローラ３０からの指令を伝える比例弁３１〜３４を付設したので、各制御弁５〜８を独立に制御することができる。したがって、記憶部３０ａに適宜のマップを予め記憶しておくことによって、ブームシリンダ１０及びアームシリンダ１２のマッチングを自由に設定することができるので、優先的に動作させるアクチュエータが異なる各種の作業を行うことができる。
【００２０】
〈第２実施例〉
次に、本発明の第２実施例を、前出の第１図及び第２図、それに図４及び図５に基づいて説明する。図４は記憶部に記憶される補正用マップの内容を示す図であり、図５は演算部における演算のアルゴリズムを示す図である。第２実施例の制御装置は、図１の記憶部３０ａに図４（ａ），（ｂ）の補正用マップを併せて記憶し、かつ図５のアルゴリズムにしたがって演算を行うことを特徴とする。
【００２１】
第１の補正用マップは、図４（ａ）に示すように、ブームレバーストローク信号ａ₁ と、第２のアーム用制御弁７のアームレバーストローク信号ａ₂ に対するゲインとの関係を示すものであって、図の例では、ブームレバーストローク信号ａ₁ が大きくなるにしたがって、第２のアーム用制御弁７のアームレバーストローク信号ａ₂ に対するゲインがほぼ比例的に小さくなるように設定されている。一方、第２の補正用マップは、図４（ｂ）に示すように、アームレバーストローク信号ａ₂ と、第２のブーム用制御弁６のブームレバーストローク信号ａ₁ に対するゲインとの関係を示すものであって、図の例では、アームレバーストローク信号ａ₂ が大きくなるにしたがって、第２のブーム用制御弁６のブームレバーストローク信号ａ₁ に対するゲインがほぼ比例的に小さくなるように設定されている。これらの補正用マップは、図２に示した第１及び第２のマップを記憶した記記憶部３０ａ又は他の記憶部に記憶される。
【００２２】
演算部３０ｃは、図５に示すように、入力部３０ｂに入力されたブームレバーストローク信号ａ₁ 及びアームレバーストローク信号ａ₂ 、並びに記憶部３０ａから読みだされたマップ（図２参照）及び補正用マップ（図４参照）を取り込み、第１〜第４の比例弁３１〜３４の制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を求める。以下に、その演算のアルゴリズムを示す。まず、ブームレバーストローク信号ａ₁ と図２（ｃ）のマップとから、前記第１実施例の場合と同様にして、当該ブームレバーストローク信号ａ₁ の大きさに応じた第１のブーム用制御弁５の開度を求める。また、これと共に、図４（ａ）に示した第１の補正用マップから、その時のブームレバーストローク信号ａ₁ に応じた第２のアーム用制御弁７のアームレバーストローク信号ａ₂ に対するゲインを求める。このとき、第２のアーム用制御弁７は、第１の油圧ポンプ１に対して１種のしぼりとして作用するので、第１の油圧ポンプ１から第１のブーム用制御弁５に供給可能な圧油量が増加する。そこで、演算部３０ｃは、第１の補正用マップを加味して、第１のブーム用制御弁５の開度を補正する。そして、第１のブーム用制御弁５の開度をかかる所定の値にするために必要な第１の比例弁３１の開度を求め、さらには、第１の比例弁３１の開度をかかる所定の値にするために必要な制御信号ｂ₁ を求める。また、図４（ａ）の補正用マップと図２（ｂ）のマップとから、第２のアーム用制御弁７の開度を求める。そして、第２のアーム用制御弁７の開度をかかる所定の値にするために必要な第４の比例弁３４の開度を求め、さらには、第４の比例弁３４の開度をかかる所定の値にするために必要な制御信号ｂ₄ を求める。第１のアーム用制御弁８の開度を制御するための制御信号ｂ₃ 及び第２のブーム用制御弁６の開度を制御するための制御信号ｂ₂ についても、これと同様にして求められる。このようにして求められた各制御信号ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ は、出力部３０ｄから第１〜第４の比例弁３１〜３４に出力される。
【００２３】
本例の制御装置は、ブームレバーストローク信号ａ₁ に応じて第２のアーム用制御弁７の開度を制限し、また、アームレバーストローク信号ａ₂ に応じて第２のブーム用制御弁６の開度を制限したので、ブーム操作装置１３及びアーム操作装置１４を同時に操作した場合に、各制御弁５〜８を流れる圧油量に干渉を生じにくく、高圧側アクチュエータの動きが遅くなるといった不都合が防止されて、操作フィーリングが改善される。この場合、管路内にしぼりを設けないので、全体の動きが遅くなったり、原動機の燃費が悪くなることもない。
【００２４】
〈第３実施例〉
次に、本発明の第３実施例を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は本例に係る制御装置の構成図であり、図７は記憶部に記憶されるマップの説明図である。第３実施例の制御装置は、記憶部に図７に例示される複数組のマップを記憶しておき、各種作業の内容に応じてブームシリンダ及びアームシリンダを好適に制御できるようにしたことを特徴とする。
【００２５】
油圧ショベルを用いて行う作業には、例えば、アームよりもブームを優先的にすなわち高速で動作することを要する作業、反対にブームよりもアームを優先的に動作することを要する作業、メータリングでの微操作性を優先する作業など、各種モードの作業がある。かかる各種の作業を１台の油圧ショベルで効率良く行えるようにするため、本実施例では、図６のコントローラ３０内に備えられた記憶部３０ａ（図１参照）に、ブームレバーストローク信号ａ₁ 又はアームレバーストローク信号ａ₂ の大きさと第１及び第２のブーム用制御弁５，６の開度又は第１及び第２のアーム用制御弁７，８との関係を示す、図７に掲げる４種類のマップを予め記憶した。
【００２６】
図７の作業モードＡは、アームのメータリングでの微操作性が良好で、かつアームレバーストローク信号ａ₂ がある程度大きくなった段階ではアームが充分な速度で駆動することを要する作業モードである。この場合には、かかる要求に対応するため、アームレバーストローク信号ａ₂ に対して第１のアーム用制御弁８の開度を滑らかに上昇させると共に、第２のアーム用制御弁７をアームレバーストローク信号ａ₂ がある程度大きくなった段階で急激に開くように、マップが調整される。
【００２７】
作業モードＢは、ブームレバーストローク信号ａ₁ 及びアームレバーストローク信号ａ₂ の変化に対してブーム及びアームの速度変化が滑らかに行われることを要する作業モードである。この場合には、かかる要求に対応するため、ブームレバーストローク信号ａ₁ に対して第１及び第２のブーム用制御弁５，６の開度を滑らかに上昇させるようにマップが調整され、また、アームレバーストローク信号ａ₂ に対して第１及び第２のアーム用制御弁７，８の開度を滑らかに上昇させるようにマップが調整される。
【００２８】
作業モードＣは、アームよりもブームを優先的に動作することを要する作業であって、この場合には、アームレバーストローク信号ａ₂ がある程度大きくなった段階から第１のアーム用制御弁８の開度を滑らかに上昇させ、かつ当該アームレバーストローク信号ａ₂ に対して第２のアーム用制御弁７の開度を滑らかに上昇させると共に、ブームレバーストローク信号ａ₁ が入力されたときに第１のブーム用制御弁５の開度を急激に上昇するようにマップが調整される。
【００２９】
作業モードＤは、通常の作業に適用される標準モードであって、ブームレバーストローク信号ａ₁ に対して第１のブーム用制御弁５の開度が比較的急激に上昇し、第２のブーム用制御弁６の開度が比較的滑らかに上昇するようにマップが調整される。また、これと共に、アームレバーストローク信号ａ₂ に対して第１のアーム用制御弁８の開度が比較的滑らかに上昇し、第２のアーム用制御弁７の開度が比較的急激に上昇するようにマップが調整される。
【００３０】
図６の符号４１は、作業モード選択スイッチを示す。この作業モード選択スイッチ４１は、前記記憶部３０ａに記憶された作業モードの数と同数の切り換え段数を有し、スイッチ本体に備えられたキー等を択一的に操作することによって、前記記憶部３０ａに記憶された各種の作業モードから所望の作業モードを選択するための選択信号ｃを出力する。この作業モード選択スイッチ４１は、コントローラ３０中の入力部３０ｂに接続される。
【００３１】
以下、前記のように構成された本例制御装置の動作について説明する。
作業モード選択スイッチ４１を操作する以前においては、自動的に前記の作業モードＤが選択されており、記憶部３０ａに記憶されたマップに応じた各制御弁５〜８の開度制御が行われる。この開度制御方法については、前記第１実施例にて説明したと同じであるので、重複を避けるため説明を省略する。
【００３２】
作業モード選択スイッチ４１を操作すると、操作キー等に応じた選択信号ｃが作業モード選択スイッチ４１から出力される。この選択信号ｃは、入力部３０ｂを介して演算部３０ｃに取り込まれ、演算部３０ｃは、取り込まれた選択信号ｃに対応するマップを記憶部３０ａから読みだす。また、ブームレバー１３ａ又はアームレバー１４ａを操作すると、ブームレバーストロークセンサ２１又はアームレバーストロークセンサ２２から各レバーの操作量に応じたブームレバーストローク信号ａ₁ 又はアームレバーストローク信号ａ₂ が出力される。これらの各レバー変位信号ａ₁ ，ａ₂ は、入力部３０ｂを介して演算部３０ｃに取り込まれ、演算部３０ｃは、これらの信号ａ₁ ，ａ₂ 及び前記の読みだされたマップとから、制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を演算して、第１〜第４の比例弁３１〜３４に出力する。演算部３０ｃにおける演算アルゴリズムについては、前記第１実施例にて説明したと同じであるので、重複を避けるため説明を省略する。
【００３３】
なお、本例の場合にも、第２実施例にて説明したように、ブームレバー１３ａ及びアームレバー１４ａを複合操作した場合における干渉を防止するため、記憶部３０ａ又は他の記憶部に記憶された補正用のマップに基づいて、各制御弁５〜８の開度を補正することもできる。
【００３４】
本例の制御装置は、第１実施例の制御装置と同様の効果を奏するほか、記憶部３０ａに４種類の作業モードに応じた４組のマップを予め記憶しておき、作業モード選択スイッチ４１を操作して所望のマップを選択的に演算部３０ｃに取り込むようにしたので、選択された作業モードに応じて各アクチュエータ１０，１２の駆動速度を常に好適に調整することができ、各種の作業を効率良くしかも安全に行うことができる。
【００３５】
〈第４実施例〉
本発明の第４実施例を、図８及び図９に基づいて説明する。図８は本例に係る制御装置の構成図、図９は演算部における演算アルゴリズムを示す図である。これらの図において、符号５１は第１及び第２の油圧ポンプ１，２を駆動するための原動機（エンジン）、符号５２はこの原動機５１に設けられた回転数センサ、符号５３は回転数センサ５２の出力信号線を示し、その他、前出の図１と対応する部分には、同一の符号が表示されている。
【００３６】
図８に示すように、回転数センサ５２にて検出された原動機５１の回転数信号ｄは、信号線５３によってコントローラ３０の入力部３０ｂに入力される。
コントローラ３０の記憶部３０ａには、図９に示すように、原動機５１の回転数Ｎと第１及び第２の油圧ポンプ１，２の吐出量Ｑとの関係が予め記憶されており、コントローラ３０の演算部３０ｃは、原動機５１の回転数信号ｄの大きさに応じて、算出された制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ （第１実施例〜第３実施例参照）に補正をかける。すなわち、油圧ポンプの吐出量Ｑは、油圧ポンプの容量をｑ、原動機５１の回転数をＮとしたとき、Ｑ＝ｑ×Ｎの関係にあるので、回転数Ｎが上昇したときには各アクチュエータ１０，１２に供給可能な圧油量が増加する。そこで、原動機５１の回転数Ｎが上昇した場合には、それに応じて各制御弁５〜８の開度を上昇し、圧油の無駄を防止すべく、制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を補正する。反対に、回転数Ｎが低下したときには、各アクチュエータ１０，１２に供給可能な圧油量が減少する。そこで、原動機５１の回転数Ｎが低下した場合には、それに応じて各制御弁５〜８の開度を低下し、原動機５１のエンストを防止すべく、制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を補正する。
【００３７】
本例の制御装置は、第１実施例の制御装置と同様の効果を奏するほか、原動機回転数Ｎの変動に応じて、コントローラ３０から出力される比例弁３１〜３４の制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を補正するようにしたので、燃費の無駄を防止及び原動機５１のエンスト防止等を図ることができる。
【００３８】
〈第５実施例〉
本発明の第５実施例を、図１０及び図１１に基づいて説明する。図１０は本例に係る制御装置の構成図、図１１は演算部における演算アルゴリズムを示す図である。これらの図において、符号５４はブームシリンダ１０に付設された第１の圧力センサ、符号５５は第１の圧力センサ５４の出力信号線、符号５６はアームシリンダ１２に付設された第２の圧力センサ、符号５７は第２の圧力センサ５６の出力信号線を示し、その他、前出の図８と対応する部分には、同一の符号が表示されている。
【００３９】
第１の圧力センサ５４は、ブームシリンダ１０のボトム室１０ａに設定され、その出力端子は信号線５５によりコントローラ３０の入力部３０ｂに接続されている。第２の圧力センサ５６は、アームシリンダ１２のボトム室１２ａに設定され、その出力端子は信号線５７によりコントローラ３０の入力部３０ｂに接続されている。
【００４０】
コントローラ３０の記憶部３０ａには、ブームシリンダ１０のボトム室１０ａに接続された管路１０ｂに設けられた図示しないリリーフ弁の設定圧と、アームシリンダ１２のボトム室１２ａに接続された管路１２ｂに設けられた図示しないリリーフ弁の設定圧とが予め記憶されており、コントローラ３０の演算部３０ｃは、この記憶部３０ａに記憶されたリリーフ弁の設定圧（リリーフ圧）と前記第１及び第２の圧力センサ５４，５６にて検出された圧力とを常時比較する。そして、演算部３０ｃは、第１の圧力センサ５４の検出圧（ブーム圧力）とリリーフ圧との差圧が予め定められた値になったとき、当該演算部３０ｃにて算出された制御信号ｂ₁ ，ｂ₂ （第１実施例〜第３実施例参照）を低下するように補正する。同様に、演算部３０ｃは、第２の圧力センサ５６の検出圧（アーム圧力）とリリーフ圧との差圧が予め定められた値になったとき、当該演算部３０ｃにて算出された制御信号ｂ₃ ，ｂ₄ （第１実施例〜第３実施例参照）を低下するように補正する。
【００４１】
本例の制御装置は、第１実施例の制御装置と同様の効果を奏するほか、ブームシリンダ１０又はアームシリンダ１２の駆動圧が各管路のリリーフ圧近傍まで上昇したときに、各制御弁５〜８の開度を低下するように制御信号ｂ₁ 〜ｂ₄ を補正するので、リリーフ管路を通って圧油タンクに戻る圧油の流量を低減することができ、原動機の燃料消費量の低減及び騒音の緩和等を図ることができる。
【００４２】
なお、前記実施例においては、ブームシリンダ１０とアームシリンダ１２を複合操作する場合を例にとって説明したが、制御するアクチュエータの種類や数量については何ら制限があるものではなく、任意の種類及び数量の油圧アクチュエータを複合操作する油圧建設機械の制御装置に応用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、合流管路への圧油の流れを制御する各制御弁ごとにコントローラからの指令を伝える比例弁を付設し、各制御弁を独立に制御するようにしたので、各アクチュエータのマッチングを自由に設定することができ、優先的に動作させるアクチュエータが異なる各種の作業を行うことができる。また、第１の油圧ポンプから第２の合流管路に流れる圧油の流量を制限すると共に、第２の油圧ポンプから第１の合流管路に流れる圧油の流量を制限するようにしたので、ブーム操作装置及びアーム操作装置を同時に操作した場合に、各制御弁を流れる圧油量に干渉を生じにくくなり、操作フィーリングが改善される。さらに、この場合、管路内にしぼりを設けないので、全体の動きが遅くなったり、原動機の燃費が悪くといった不都合が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【図２】第１実施例に係る制御装置に記憶されるマップを例示するグラフ図である。
【図３】第１実施例に係る制御装置で行われる演算のアルゴリズムを示す図である。
【図４】第２実施例に係る制御装置に記憶される補正用マップを例示するグラフ図である。
【図５】第２実施例に係る制御装置で行われる演算のアルゴリズムを示す図である。
【図６】第３実施例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【図７】第３実施例に係る制御装置に記憶されるマップを例示する表図である。
【図８】第４実施例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【図９】第４実施例に係る制御装置で行われる演算のアルゴリズムを示す図である。
【図１０】第５実施例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【図１１】第５実施例に係る制御装置で行われる演算のアルゴリズムを示す図である。
【図１２】第１従来例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【図１３】第２従来例に係る制御装置を備えた油圧回路の回路図である。
【符号の説明】
１，２油圧ポンプ
３，４多連弁
５第１のブーム用制御弁
６第２のブーム用制御弁
７第２のアーム用制御弁
８第１のアーム用制御弁
９第１の合流管路
１０ブームシリンダ
１１第２の合流管路
１２アームシリンダ
１３ブーム操作装置
１４アーム操作装置
３０コントローラ
３１〜３４比例弁
ａ₁ ブームレバーストローク信号
ａ₂ アームレバーストローク信号
ｂ₁〜ｂ₄ 制御信号
ｃ選択信号[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a control device for a hydraulic circuit mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plurality of hydraulic pumps, a plurality of multiple valves provided for each discharge line of each hydraulic pump, at least one control valve included in one multiple valve, and other multiple valves One actuator connected to a merging pipeline formed by connecting an outlet port of at least one control valve included, another actuator connected to another similar merging pipeline, and pressure oil to these actuators There is known a control device for a hydraulic construction machine that is provided in a hydraulic circuit having an operation device for controlling the supply amount of the hydraulic oil and that controls the flow rate of pressure oil supplied to each actuator.
[0003]
FIG. 2 These are the figures which show the 1st example of this kind of hydraulic circuit and its control apparatus conventionally known, 1 is a 1st hydraulic pump, 2 is a 2nd hydraulic pump, 3 is a 1st hydraulic pressure First multiple valve provided in the discharge line 1a of the pump 1, 4 is a second multiple valve provided in the discharge line 2a of the second hydraulic pump 2, and 5 is a first multiple valve. 3 is a first boom control valve included in 3, 6 is a second boom control valve included in the second multiple valve 4, and 7 is a second arm control included in the first multiple valve 3. Reference numeral 8 denotes a first arm control valve included in the second multiple valve 4. Reference numeral 9 denotes a first joining pipe formed by joining the outlet pipes of the first and second boom control valves 5 and 6, and 10 denotes a boom cylinder connected to the first joining pipe 9. 11 is a second merging pipe formed by joining the outlet pipes of the first and second arm control valves 7 and 8, 12 is an arm cylinder connected to the second merging pipe 11, and 13 is A boom operating device that controls the amount of pressure oil supplied to the boom cylinder 10, and an arm operating device 14 that controls the amount of pressure oil supplied to the arm cylinder 12. Place Show.
[0004]
The boom operation device 13 and the arm operation device 14 incorporate a hydraulic pilot valve (not shown), and by operating the boom lever 13a or the arm lever 14a, Not shown Hydraulic pressure for pilot Source Further, the amount of pressure oil supplied to the pilot lines 16 and 17 through the hydraulic pilot valve, that is, the pilot pressure of each of the control valves 5 to 8 can be adjusted.
[0005]
Therefore, when the boom lever 13a or the arm lever 14a is operated, the pilot pressure corresponding to the operation amount stands in the pilot pipe line 16 or 17, and the opening degree of each control valve 5 to 8 is adjusted according to the pilot pressure. The boom cylinder 10 or the arm cylinder 12 is supplied with an amount of pressure oil corresponding to the opening degree of the control valves 5 to 8, and the boom cylinder 10 or the arm cylinder 12 eventually operates the operation amount of the boom lever 13a or the arm lever 14a. It is driven at the speed according to.
[0006]
FIG. 3 2 shows a second example of a conventionally known hydraulic circuit having a confluence line and its control device. In this example, instead of the hydraulic control device described above, an electrohydraulic control device is provided, in which 21 is a first lever stroke sensor provided in the boom operation device 13, and 22 is an arm operation. A second lever stroke sensor provided in the device 14, 23 is a first proportional valve connected to the first pilot line 16, and 24 is a second proportional valve connected to the second pilot line 17. , 25 is a controller for inputting lever stroke signals output from the first and second lever stroke sensors 21, 22 and outputting control signals for the first and second proportional valves 23, 24 in response thereto. Shown above, Figure 1 above 2 In the same part, the same reference numerals are displayed.
[0007]
In the apparatus of this example, when the boom lever 13a or the arm lever 14a is operated, an electrical signal (lever stroke signal) corresponding to the operation amount is output from the lever stroke sensors 21 and 22. The controller 25 calculates control signals for the first and second proportional valves 23 and 24 according to the lever stroke signal, and outputs them to the proportional valves 23 and 24. Thereby, the opening degree of each proportional valve 23, 24 is adjusted, the pilot pressure corresponding to the opening degree stands in the pilot pipe line 16 or 17, and the opening degree of each control valve 5-8 depends on the pilot pressure. Adjusted. The boom cylinder 10 or the arm cylinder 12 is supplied with an amount of pressure oil corresponding to the opening degree of the control valves 5 to 8, and the boom cylinder 10 or the arm cylinder 12 eventually operates the operation amount of the boom lever 13a or the arm lever 14a. It is driven at the speed according to.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of the conventional control devices described above connect the first boom control valve 5 and the second arm control valve 7 to the first hydraulic pump 1 and also connect the second hydraulic pump 2 to the second hydraulic pump 2. The second boom control valve 6 and the first arm control valve 8 are connected, and the opening degree of the first and second boom control valves 5, 6 is raised in the first pilot line 16. Because the opening of the first and second arm control valves 7 and 8 is simultaneously controlled by the pilot pressure set up in the second pilot line 16, (1) Boom operating device 13 and arm operating device 1 4 Simultaneously, the amount of pressure oil flowing through each of the control valves 5 to 8 is interfered, and the pressure oil flows to the lower pressure side actuator and the movement of the high pressure side actuator is slowed down. is there. Further, (2) such inconvenience is improved to some extent by providing a throttle in a predetermined pipe line. However, in this case, the overall movement becomes slow, or a prime mover that drives the first and second hydraulic pumps. This causes other inconveniences such as poor fuel consumption. Furthermore, in the case of (3) actual work, there is a case where it is desired to drive one of the boom or the arm with priority over the other depending on the contents of the work. In conventional control devices, the matching of each actuator can be set freely. Therefore, there is an inconvenience that such a priority operation cannot be performed.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to perform a priority operation of a specific actuator according to the work content with a good operation feeling without lowering the operating speed and fuel consumption. It is an object of the present invention to provide a control device for a hydraulic construction machine that can be performed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a proportional valve for transmitting a command from the controller for each control valve that controls the flow of pressure oil to the merging pipeline, and controls each control valve independently. I made it.
[0011]
More specifically, the relationship between the operation signal output from the operation device and the opening degree of each control valve of the first and second multiple valves that control the flow of pressure oil to the actuator in the controller. The opening degree of each control valve is set to a value obtained from a storage unit that stores a map indicating the above, an input unit that inputs the operation signal, and a map stored in the operation signal and the storage unit An operation unit for obtaining a control signal for output, and an output unit for outputting the obtained control signal to a proportional valve for generating a pilot pressure provided in each of at least one of the first and second multiple valves. And each proportional valve is individually operated by the control signal to individually control the flow rate of the pressure oil flowing through each control valve.
[0012]
Further, the operation signal output from the operation device and the second operation device of the control valve connected to both the first hydraulic pump and the merging pipe line are output to the storage unit or another storage unit. A correction map indicating the relationship with the gain for the second operation signal is stored in advance, and when the operation device is operated, the map and the correction map are read from the storage unit to the calculation unit. Thus, the flow rate of the pressure oil flowing from the first hydraulic pump to the merging pipeline is limited.
[0013]
[Action]
Proportional valves that transmit commands from the controller are attached to each control valve that controls the flow of pressure oil to the merging pipeline, and when each control valve is controlled independently, appropriate storage information (map) is stored in the storage unit. By doing so, matching of each actuator can be freely set, so that various operations with different actuators to be preferentially operated can be performed. In addition, if the flow rate of the pressure oil flowing from one hydraulic pump to the merging pipeline is limited, for example, when the boom operation device and the arm operation device are operated simultaneously, it becomes difficult to cause interference with the amount of pressure oil flowing through each control valve. The operation feeling is improved without slowing the movement of the high-pressure side actuator. In this case, since there is no restriction in the pipeline, the overall movement does not slow down and the fuel efficiency of the prime mover does not deteriorate.
[0014]
【Example】
<First embodiment>
FIG. 1 shows a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to the first embodiment. In this figure, reference numeral 30 denotes a controller, 31 to 34 denote first to fourth proportional valves, and in addition to FIG. 3 In the same part, the same reference numerals are displayed.
[0015]
The first proportional valve 31 is Not shown Hydraulic pressure for pilot Source and The first pilot pipe line 35 is connected to the first boom control valve 5 and is operated by a control signal from the controller 30. The second proportional valve 32 is a pilot hydraulic pressure Source and It is provided in the second pilot pipe line 36 that connects to the second boom control valve 6, and is operated by a control signal from the controller 30. The third proportional valve 33 is a pilot hydraulic pressure Source and It is provided in a third pilot pipe line 37 connecting the first arm control valve 8 and is operated by a control signal from the controller 30. The fourth proportional valve 34 is a pilot hydraulic pressure. Source and It is provided in a fourth pilot line 38 that connects to the second arm control valve 7 and is operated by a control signal from the controller 30.
[0016]
The controller 30 includes a storage unit 30a and a boom lever stroke signal a output from the first lever stroke sensor 21. ₁ And an arm lever stroke signal a output from the second lever stroke sensor 22. ₂ And an input unit 30b for inputting the stroke signal a ₁ , A ₂ And a control signal b for matching the opening degree of each control valve 5-8 to the flow rate value of the pressure oil flowing through the boom cylinder 10 and the arm cylinder 12 obtained from the map stored in the storage unit 30a. ₁ , B ₂ , B _Three , B _Four And the calculated control signal b. ₁ ~ B _Four Is output to the first to fourth proportional valves 31 to 34.
[0017]
FIG. 2 shows an example of a map stored in the storage unit 30a. As is apparent from this figure, the boom lever stroke signal a is stored in the storage unit 30a. ₁ Map showing the relationship between the size of the first boom control valve 5 and the opening degree of the first boom control valve 5 {see FIG. 2 (c)}, boom lever stroke signal a ₁ A map {see FIG. 2 (d)} showing the relationship between the magnitude of the angle and the opening of the second boom control valve 6 and the arm lever stroke signal a ₂ And a map showing the relationship between the opening of the first arm control valve 8 {see FIG. 2A}, an arm lever stroke signal a ₂ And a map {see FIG. 2 (b)} showing the relationship between the opening degree of the second arm control valve 7 and the opening degree of the second arm control valve 7 are stored in advance.
[0018]
As shown in FIG. 3, the calculation unit 30 c is a boom lever stroke signal a input to the input unit 30 b. ₁ And arm lever stroke signal a ₂ In addition, each map read from the storage unit 30a is taken in, and the control signals b of the first to fourth proportional valves 31 to 34 are taken. ₁ ~ B _Four Ask for. For example, boom lever stroke signal a ₁ And the map of FIG. 2C, the boom lever stroke signal a ₁ The first proportional valve 31 required to obtain the opening degree of the first boom control valve 5 according to the magnitude of the first boom control valve and then to set the opening degree of the first boom control valve 5 to such a predetermined value. And the control signal b necessary for setting the opening of the first proportional valve 31 to such a predetermined value. ₁ Ask for. Other control signal b ₂ , B _Three , B _Four Is also obtained in the same manner. Each control signal b determined in this way ₁ , B ₂ , B _Three , B _Four Is output from the output unit 30d to the first to fourth proportional valves 31 to 34.
[0019]
The control device of this example is provided with proportional valves 31 to 34 that transmit commands from the controller 30 for each of the control valves 5 to 8 that control the flow of pressure oil to the first and second merge pipes 9 and 11. Therefore, each control valve 5-8 can be controlled independently. Accordingly, by storing an appropriate map in the storage unit 30a in advance, the matching of the boom cylinder 10 and the arm cylinder 12 can be freely set, so that various types of work with differently operated actuators are performed. be able to.
[0020]
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram illustrating the contents of the correction map stored in the storage unit, and FIG. 5 is a diagram illustrating an algorithm of calculation in the calculation unit. The control device of the second embodiment stores the correction maps shown in FIGS. 4A and 4B in the storage unit 30a shown in FIG. 1 and performs calculations according to the algorithm shown in FIG. .
[0021]
As shown in FIG. 4A, the first correction map is a boom lever stroke signal a. ₁ And arm lever stroke signal a of the second arm control valve 7 ₂ In the example shown in the figure, the boom lever stroke signal a ₁ As the angle increases, the arm lever stroke signal a of the second arm control valve 7 ₂ Is set so that the gain with respect to is proportionally smaller. On the other hand, the second correction map has an arm lever stroke signal a as shown in FIG. ₂ And the boom lever stroke signal a of the second boom control valve 6 ₁ In the example shown in the figure, the arm lever stroke signal a ₂ As boom increases, the boom lever stroke signal a of the second boom control valve 6 is increased. ₁ Is set so that the gain with respect to is proportionally smaller. These correction maps are stored in the storage unit 30a that stores the first and second maps shown in FIG. 2 or another storage unit.
[0022]
As shown in FIG. 5, the calculation unit 30 c is a boom lever stroke signal a input to the input unit 30 b. ₁ And arm lever stroke signal a ₂ And read from the storage unit 30a Tama (See Figure 2) and Supplement The normal map (see FIG. 4) is taken in, and the control signals b of the first to fourth proportional valves 31 to 34 are taken. ₁ ~ B _Four Ask for. The algorithm for the operation is shown below. First, boom lever stroke signal a ₁ And the map of FIG. 2C, the boom lever stroke signal a is the same as in the first embodiment. ₁ The opening degree of the first boom control valve 5 corresponding to the size of the first boom is obtained. At the same time, the boom lever stroke signal a at that time is obtained from the first correction map shown in FIG. ₁ Arm lever stroke signal a of the second arm control valve 7 according to ₂ Find the gain for. At this time, the second arm control valve 7 acts as one kind of squeezing with respect to the first hydraulic pump 1 and can be supplied from the first hydraulic pump 1 to the first boom control valve 5. The amount of pressurized oil increases. Therefore, the calculation unit 30c corrects the opening degree of the first boom control valve 5 in consideration of the first correction map. Then, the opening degree of the first proportional valve 31 required for setting the opening degree of the first boom control valve 5 to such a predetermined value is obtained, and further, the opening degree of the first proportional valve 31 is applied. Control signal b required to obtain a predetermined value ₁ Ask for. Further, the opening degree of the second arm control valve 7 is obtained from the correction map of FIG. 4A and the map of FIG. Then, the opening degree of the fourth proportional valve 34 required for setting the opening degree of the second arm control valve 7 to such a predetermined value is obtained, and further, the opening degree of the fourth proportional valve 34 is applied. Control signal b required to obtain a predetermined value _Four Ask for. Control signal b for controlling the opening degree of the first arm control valve 8 _Three And a control signal b for controlling the opening degree of the second boom control valve 6. ₂ Is also obtained in the same manner. Each control signal b determined in this way ₁ , B ₂ , B _Three , B _Four Is output from the output unit 30d to the first to fourth proportional valves 31 to 34.
[0023]
The control device of the present example has a boom lever stroke signal a. ₁ The opening degree of the second arm control valve 7 is limited according to the arm lever stroke signal a. ₂ Therefore, when the boom operation device 13 and the arm operation device 14 are operated simultaneously, interference occurs in the amount of pressure oil flowing through the control valves 5 to 8. Inconveniences such as difficulty and slow movement of the high-pressure side actuator are prevented, and the operation feeling is improved. In this case, since there is no restriction in the pipeline, the overall movement does not slow down and the fuel efficiency of the prime mover does not deteriorate.
[0024]
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram of the control device according to the present example, and FIG. 7 is an explanatory diagram of a map stored in the storage unit. The control device of the third embodiment stores a plurality of sets of maps illustrated in FIG. 7 in the storage unit so that the boom cylinder and the arm cylinder can be suitably controlled according to the contents of various operations. Features.
[0025]
The work to be performed using a hydraulic excavator is, for example, work that requires the boom to be operated with priority over the arm, that is, high speed, on the contrary, work that requires the arm to be operated with priority over the boom, and metering. There are various modes of work, such as work that prioritizes fine operability. In order to perform such various operations efficiently with one hydraulic excavator, in this embodiment, in FIG. Provided in the controller 30 Storage unit 30a (See Figure 1) And boom lever stroke signal a ₁ Or arm lever stroke signal a ₂ 4 types of maps shown in FIG. 7 are stored in advance showing the relationship between the size of the first and second boom control valves 5, 6 and the first and second arm control valves 7, 8. did.
[0026]
In the work mode A in FIG. 7, the fine operability in the arm metering is good, and the arm lever stroke signal a ₂ This is a work mode in which the arm needs to be driven at a sufficient speed at a stage where the angle becomes large to some extent. In this case, in order to respond to such a request, the arm lever stroke signal a ₂ The opening degree of the first arm control valve 8 is smoothly raised with respect to the second arm control valve 7 and the arm lever stroke signal a ₂ The map is adjusted so that it suddenly opens when becomes large.
[0027]
Work mode B is the boom lever stroke signal a ₁ And arm lever stroke signal a ₂ This is a work mode that requires the boom and arm to change smoothly in response to the change in speed. In this case, in order to respond to such a request, the boom lever stroke signal a ₁ The map is adjusted so that the opening degree of the first and second boom control valves 5 and 6 is raised smoothly with respect to the arm lever stroke signal a. ₂ On the other hand, the map is adjusted so that the opening degree of the first and second arm control valves 7 and 8 is increased smoothly.
[0028]
The operation mode C is an operation that requires the boom to be operated with priority over the arm. In this case, the arm lever stroke signal a ₂ When the angle of the first arm control valve 8 is increased to some extent, the opening degree of the first arm control valve 8 is smoothly increased, and the arm lever stroke signal a ₂ The opening degree of the second arm control valve 7 is smoothly raised with respect to the boom lever stroke signal a. ₁ When is input, the map is adjusted so that the opening degree of the first boom control valve 5 is rapidly increased.
[0029]
The work mode D is a standard mode applied to normal work, and is a boom lever stroke signal a. ₁ On the other hand, the map is adjusted so that the opening degree of the first boom control valve 5 rises relatively rapidly and the opening degree of the second boom control valve 6 rises relatively smoothly. At the same time, the arm lever stroke signal a ₂ On the other hand, the map is adjusted so that the opening degree of the first arm control valve 8 rises relatively smoothly and the opening degree of the second arm control valve 7 rises relatively rapidly.
[0030]
Reference numeral 41 in FIG. 6 indicates a work mode selection switch. The work mode selection switch 41 has the same number of switching stages as the number of work modes stored in the storage unit 30a, and by selectively operating a key or the like provided in the switch body, the storage unit A selection signal c for selecting a desired work mode from the various work modes stored in 30a is output. The work mode selection switch 41 is connected to the input unit 30 b in the controller 30.
[0031]
Hereinafter, the operation of the control apparatus configured as described above will be described.
Prior to operating the work mode selection switch 41, the work mode D is automatically selected, and the opening control of each control valve 5-8 is performed according to the map stored in the storage unit 30a. . Since this opening degree control method is the same as that described in the first embodiment, description thereof is omitted to avoid duplication.
[0032]
When the work mode selection switch 41 is operated, a selection signal c corresponding to an operation key or the like is output from the work mode selection switch 41. The selection signal c is taken into the computing unit 30c via the input unit 30b, and the computing unit 30c reads a map corresponding to the taken selection signal c from the storage unit 30a. When the boom lever 13a or the arm lever 14a is operated, the boom lever stroke signal a corresponding to the operation amount of each lever from the boom lever stroke sensor 21 or the arm lever stroke sensor 22 is operated. ₁ Or arm lever stroke signal a ₂ Is output. These lever displacement signals a ₁ , A ₂ Is taken into the arithmetic unit 30c via the input unit 30b, and the arithmetic unit 30c receives these signals a. ₁ , A ₂ And from the read map, the control signal b ₁ ~ B _Four Is output to the first to fourth proportional valves 31 to 34. Since the calculation algorithm in the calculation unit 30c is the same as that described in the first embodiment, the description is omitted to avoid duplication.
[0033]
In the case of this example, as described in the second embodiment, it is stored in the storage unit 30a or another storage unit in order to prevent interference when the boom lever 13a and the arm lever 14a are operated in combination. The opening degree of each control valve 5 to 8 can be corrected based on the correction map.
[0034]
The control device of this example has the same effect as that of the control device of the first embodiment. In addition, four sets of maps corresponding to the four types of work modes are stored in advance in the storage unit 30a, and the work mode selection switch 41 is stored. Since the desired map is selectively fetched into the calculation unit 30c by operating the, the drive speeds of the actuators 10 and 12 can always be suitably adjusted according to the selected work mode, and various operations can be performed. Can be performed efficiently and safely.
[0035]
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram of the control device according to this example, and FIG. 9 is a diagram showing a calculation algorithm in the calculation unit. In these drawings, reference numeral 51 denotes a prime mover (engine) for driving the first and second hydraulic pumps 1 and 2, reference numeral 52 denotes a rotational speed sensor provided in the prime mover 51, and reference numeral 53 denotes a rotational speed sensor 52. The other parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0036]
As shown in FIG. 8, the rotational speed signal d of the prime mover 51 detected by the rotational speed sensor 52 is input to the input unit 30 b of the controller 30 through the signal line 53.
As shown in FIG. 9, the storage unit 30 a of the controller 30 stores in advance the relationship between the rotational speed N of the prime mover 51 and the discharge amounts Q of the first and second hydraulic pumps 1 and 2. The calculation unit 30c of the control signal b is calculated according to the magnitude of the rotational speed signal d of the prime mover 51. ₁ ~ B _Four (Refer to the first to third embodiments). That is, the discharge amount Q of the hydraulic pump has a relationship of Q = q × N where q is the capacity of the hydraulic pump and N is the number of rotations of the prime mover 51. Therefore, when the rotation number N increases, The amount of pressure oil that can be supplied to 12 increases. Therefore, when the rotational speed N of the prime mover 51 increases, the control signal b is increased so as to increase the opening of each control valve 5 to 8 and prevent waste of pressure oil. ₁ ~ B _Four Correct. On the contrary, when the rotational speed N decreases, the amount of pressure oil that can be supplied to the actuators 10 and 12 decreases. Therefore, when the rotational speed N of the prime mover 51 is reduced, the control signal b is set to reduce the opening of each control valve 5 to 8 and prevent the engine 51 from stalling. ₁ ~ B _Four Correct.
[0037]
The control device of the present example has the same effect as the control device of the first embodiment, and the control signal b of the proportional valves 31 to 34 output from the controller 30 in accordance with the fluctuation of the engine speed N. ₁ ~ B _Four Therefore, it is possible to prevent waste of fuel consumption, prevent engine stall, and the like.
[0038]
<Fifth embodiment>
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a block diagram of the control device according to this example, and FIG. 11 is a diagram showing a calculation algorithm in the calculation unit. In these drawings, reference numeral 54 denotes a first pressure sensor attached to the boom cylinder 10, reference numeral 55 denotes an output signal line of the first pressure sensor 54, and reference numeral 56 denotes a second pressure sensor attached to the arm cylinder 12. Reference numeral 57 indicates an output signal line of the second pressure sensor 56, and the other parts corresponding to those in FIG. 8 are indicated by the same reference numerals.
[0039]
The first pressure sensor 54 is set in the bottom chamber 10 a of the boom cylinder 10, and its output terminal is connected to the input unit 30 b of the controller 30 through a signal line 55. The second pressure sensor 56 is set in the bottom chamber 12 a of the arm cylinder 12, and its output terminal is connected to the input unit 30 b of the controller 30 by a signal line 57.
[0040]
The storage unit 30 a of the controller 30 includes a set pressure of a relief valve (not shown) provided in a pipe line 10 b connected to the bottom chamber 10 a of the boom cylinder 10, and a pipe line 12 b connected to the bottom chamber 12 a of the arm cylinder 12. And a set pressure of a relief valve (not shown) provided in the controller 30 is stored in advance, and the calculation unit 30c of the controller 30 sets the set pressure (relief pressure) of the relief valve and the first and first pressures stored in the storage unit 30a. The pressure detected by the two pressure sensors 54 and 56 is constantly compared. Then, when the differential pressure between the detected pressure (boom pressure) of the first pressure sensor 54 and the relief pressure becomes a predetermined value, the calculation unit 30c controls the control signal b calculated by the calculation unit 30c. ₁ , B ₂ (Refer 1st Example-3rd Example) It correct | amends so that it may fall. Similarly, when the differential pressure between the detected pressure (arm pressure) of the second pressure sensor 56 and the relief pressure reaches a predetermined value, the calculation unit 30c calculates the control signal calculated by the calculation unit 30c. b _Three , B _Four (Refer 1st Example-3rd Example) It correct | amends so that it may fall.
[0041]
The control device of this example has the same effect as the control device of the first embodiment, and each control valve 5 when the drive pressure of the boom cylinder 10 or the arm cylinder 12 rises to the vicinity of the relief pressure of each pipe line. Control signal b so as to reduce the opening of ~ 8 ₁ ~ B _Four Therefore, the flow rate of the pressure oil that returns to the pressure oil tank through the relief pipe line can be reduced, and the fuel consumption of the prime mover can be reduced and the noise can be reduced.
[0042]
In the above-described embodiment, the case where the boom cylinder 10 and the arm cylinder 12 are combined and operated has been described as an example. However, the type and quantity of the actuator to be controlled are not limited at all, and any type and quantity can be selected. The present invention can be applied to a control device for a hydraulic construction machine that performs a combined operation of hydraulic actuators.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a proportional valve that transmits a command from the controller is attached to each control valve that controls the flow of pressure oil to the merging pipeline, and each control valve is controlled independently. Therefore, matching of each actuator can be freely set, and various operations with different actuators to be preferentially operated can be performed. In addition, since the flow rate of the pressure oil flowing from the first hydraulic pump to the second merging pipeline is limited, the flow rate of the pressure oil flowing from the second hydraulic pump to the first merging pipeline is limited. When the boom operating device and the arm operating device are operated at the same time, it becomes difficult to cause interference with the amount of pressure oil flowing through each control valve, and the operation feeling is improved. Further, in this case, since there is no squeeze in the pipe line, inconveniences such as a slow overall movement and poor fuel consumption of the prime mover are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph illustrating a map stored in the control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an algorithm of calculation performed by the control device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a graph illustrating a correction map stored in the control device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an algorithm of calculation performed by the control device according to the second embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a third embodiment.
FIG. 7 is a table illustrating a map stored in a control device according to a third example.
FIG. 8 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating an algorithm of calculation performed by the control device according to the fourth embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an algorithm of calculation performed by the control device according to the fifth embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a first conventional example.
FIG. 13 is a circuit diagram of a hydraulic circuit including a control device according to a second conventional example.
[Explanation of symbols]
1, 2 Hydraulic pump
3, 4 Multiple valves
5 First boom control valve
6 Second boom control valve
7 Second arm control valve
8 Control valve for the first arm
9 First merging pipeline
10 Boom cylinder
11 Second confluence line
12 Arm cylinder
13 Boom operation device
14 Arm operation device
30 controller
31-34 proportional valve
a ₁ Boom lever stroke signal
a ₂ Arm lever stroke signal
b ₁ ~ B _Four Control signal
c Selection signal

Claims

第１及び第２の油圧ポンプと、前記第１の油圧ポンプの吐出管路に設けられた第１の多連弁と、前記第２の油圧ポンプの吐出管路に設けられた第２の多連弁と、前記第１の多連弁に含まれる少なくとも１つの第１の制御弁及び前記第２の多連弁に含まれる少なくとも１つの第２の制御弁の出口ポートを接続してなる第１及び第２の合流管路と、これら第１及び第２の合流管路に接続されたアクチュエータと、このアクチュエータへの圧油の供給量を制御する１つの操作装置とを有する油圧回路に備えられ、前記アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する油圧建設機械の制御装置において、
前記１つの操作装置から出力される操作信号の入力部と、前記操作信号と前記第１及び第２の制御弁の開度との関係を示す第１及び第２のマップが予め記憶された記憶部と、前記入力部に入力された操作信号と前記記憶部に記憶された前記第１及び第２のマップとから求められる値に前記第１及び第２の制御弁の開度を設定するための制御信号を求める演算部と、求められた制御信号の出力部とを備え、
前記出力部は、前記第１及び第２の制御弁ごとに付設されたパイロット圧発生用の比例弁に前記制御信号を個別に出力し、前記１つの操作装置が操作された場合、前記第１の油圧ポンプから前記第２の合流管路に流れる圧油の流量及び前記第２の油圧ポンプから前記第１の合流管路に流れる圧油の流量を個別に制御して、前記第１及び第２の制御弁から前記第１及び第２の合流管路に流れる圧油の流量を個別に制御することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。First and second hydraulic pumps, a first multiple valve provided in the discharge line of the first hydraulic pump, and a second multi-valve provided in the discharge line of the second hydraulic pump and the communication valve, formed by connecting the outlet port of the first multiple-valve to at least one contains the first control valve and at least one second control valve included in the second multiple-valve first Provided in a hydraulic circuit having first and second merging pipelines, an actuator connected to the first and second merging pipelines, and one operating device for controlling the amount of pressure oil supplied to the actuator. And a control device for a hydraulic construction machine that controls the flow rate of pressure oil supplied to the actuator,
A memory in which first and second maps indicating the relationship between the operation signal input unit output from the one operation device and the operation signal and the opening degree of the first and second control valves are stored in advance. For setting the opening degree of the first and second control valves to a value obtained from the control unit, the operation signal input to the input unit, and the first and second maps stored in the storage unit An operation unit for obtaining a control signal of the control unit, and an output unit for the obtained control signal,
The output unit individually outputs the control signal to a pilot pressure generating proportional valve provided for each of the first and second control valves, and when the one operating device is operated, The flow rate of the pressure oil flowing from the second hydraulic pump to the second merge line and the flow rate of the pressure oil flowing from the second hydraulic pump to the first merge line are individually controlled, and the first and second A control apparatus for a hydraulic construction machine, wherein the flow rate of the pressure oil flowing from the two control valves to the first and second merge pipes is individually controlled.

請求項１に記載の油圧建設機械の制御装置において、前記記憶部に作業モードに応じた複数種類の前記マップを記憶すると共に、前記入力部に作業モード選択スイッチを接続し、該作業モード選択スイッチが操作されたとき、該作業モード選択スイッチから出力される選択信号に応じたマップを前記記憶部から演算部に読出して前記制御信号を求めることを特徴とする油圧建設機械の制御装置。The control apparatus for a hydraulic construction machine according to claim 1, stores the map of the plurality of types in accordance with the work mode in the storage unit, connect the work mode selection switch on the input unit, said working mode selection switch A control device for a hydraulic construction machine, wherein when the is operated, a map corresponding to a selection signal output from the work mode selection switch is read from the storage unit to the calculation unit to obtain the control signal.

請求項１に記載の油圧建設機械の制御装置において、前記記憶部又は他の記憶部に、前記操作装置から出力される操作信号と、前記第１の油圧ポンプ及び合流管路の双方に接続された制御弁の第２の操作装置から出力される第２の操作信号に対するゲインとの関係を示す補正用マップを予め記憶しておき、前記操作装置が操作されたとき、前記記憶部から前記マップ並びに前記補正用マップを前記演算部に読出して、前記第１の油圧ポンプから前記合流管路に流れる圧油の流量を制限することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 The control device for a hydraulic construction machine according to claim 1, wherein the storage unit or another storage unit is connected to both the operation signal output from the operation device and the first hydraulic pump and the merging pipeline. A correction map indicating a relationship with a gain for the second operation signal output from the second operation device of the control valve is stored in advance, and when the operation device is operated, the map is stored from the storage unit. and wherein the correction map are read to the arithmetic unit, a hydraulic construction machine controller and limits the flow rate of the hydraulic fluid flowing before Kigo flow line from the first hydraulic pump.

請求項１に記載の油圧建設機械の制御装置において、前記入力部に前記第１及び第２の油圧ポンプを駆動する原動機の回転数に応じた信号を入力し、前記原動機の回転数が高いときには前記第１及び第２の制御弁群を流通可能な圧油量の最大値を高めるように前記制御信号を補正し、原動機の回転数が低いときには前記第１及び第２の制御弁群を流通可能な圧油量の最大値を低めるように前記制御信号を補正することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。2. The control apparatus for a hydraulic construction machine according to claim 1, wherein a signal corresponding to the number of revolutions of a prime mover driving the first and second hydraulic pumps is input to the input unit, and the revolution number of the prime mover is high. The control signal is corrected so as to increase the maximum value of the amount of pressure oil that can be circulated through the first and second control valve groups, and the first and second control valve groups are circulated when the rotational speed of the prime mover is low. A control apparatus for a hydraulic construction machine, wherein the control signal is corrected so as to reduce a maximum value of a possible amount of pressure oil.

請求項１に記載の油圧建設機械の制御装置において、前記入力部に前記アクチュエータの駆動圧に応じた信号を入力し、前記演算部にて、これらの駆動圧と前記第１及び第２の油圧ポンプの出口管路のリリーフ圧とを常時比較し、前記第１又は第２のアクチュエータの駆動圧が前記第１又第２の油圧ポンプから吐出される圧油のリリーフ圧付近になったとき、前記操作信号を低めるように補正し、前記各パイロット圧発生用の比例弁に出力することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。2. The control apparatus for a hydraulic construction machine according to claim 1, wherein a signal corresponding to a driving pressure of the actuator is input to the input unit, and the driving pressure and the first and second hydraulic pressures are input to the arithmetic unit. When the drive pressure of the first or second actuator is close to the relief pressure of the pressure oil discharged from the first or second hydraulic pump, the pressure is constantly compared with the relief pressure of the outlet pipe of the pump. A control device for a hydraulic construction machine, wherein the control signal is corrected so as to be lowered, and is output to the proportional valves for generating each pilot pressure.

請求項１に記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記入力部に前記第１及び第２の油圧ポンプを駆動する原動機の回転数に応じた信号を入力し、前記原動機の回転数が高いときには前記第１及び第２の制御弁群を流通可能な圧油量の最大値を高めるように前記制御信号を補正し、原動機の回転数が低いときには前記第１及び第２の制御弁群を流通可能な圧油量の最大値を低めるように前記制御信号を補正すると共に、
前記入力部に前記アクチュエータの駆動圧に応じた信号を入力し、前記演算部にて、これらの駆動圧と前記第１及び第２の油圧ポンプの出口管路のリリーフ圧とを常時比較し、前記第１又は第２のアクチュエータの駆動圧が前記第１又第２の油圧ポンプから吐出される圧油のリリーフ圧付近になったとき、前記操作信号を低めるように補正し、前記各パイロット圧発生用の比例弁に出力することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。In the control apparatus of the hydraulic construction machine according to claim 1,
A signal corresponding to the rotational speed of the prime mover that drives the first and second hydraulic pumps is input to the input section, and when the rotational speed of the prime mover is high, the first and second control valve groups can be circulated. The control signal is corrected so as to increase the maximum value of the pressure oil amount, and the control is performed so as to decrease the maximum value of the pressure oil amount that can flow through the first and second control valve groups when the rotational speed of the prime mover is low. While correcting the signal,
A signal corresponding to the driving pressure of the actuator is input to the input unit, and the driving unit constantly compares these driving pressures with the relief pressures of the outlet lines of the first and second hydraulic pumps, When the driving pressure of the first or second actuator becomes close to the relief pressure of the pressure oil discharged from the first or second hydraulic pump, the operation signal is corrected to be lowered, and each pilot pressure is corrected. A control device for a hydraulic construction machine, wherein the control device outputs to a proportional valve for generation.